ШЛАНГОВЫЙ ЗАРЯД С РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЕМ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ БЛОЧНОГО КАМНЯ Российский патент 1998 года по МПК F42D3/04 F42B3/87 

Изобретение относится к взрывным работам, а более конкретно к зарядам взрывчатых веществ, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности на разработках месторождений полезных ископаемых, в частности для добычи монолитных блоков природного камня высокой крепости, а также для выполнения контурного взрывания.

Известны заряды для отделения блоков природного камня, состоящие из дымового пороха или бризантного ВВ и детонирующего шнура, расположенного внутри заряда (см. патент ФЗГ 652912, 1972).

Подобные заряды из дымного пороха или бризантного ВВ с детонирующим шнуром формируются на месте проведения взрывных работ путем опускания в скважину или в шнур детонирующего шнура и засыпки в скважину (шпур) дымного пороха на 1/3 высоты скважины (шпура) или нанизывания на детонирующий шнур взрывных патронов. После этого свободная часть (до 2/3 высоты) скважины (шпура) засыпается инертной забойкой из песка или грунта.

Недостатками указанных зарядов является опасность заряжания скважины, большая трудоемкость процесса и высокий процент потерь добываемого камня за счет частичного разрушения отделяемого от массива блока и законтурной части, а также за счет образования при взрыве большого количества микротрещин в отделяемом блоке и законтурной части горного массива ввиду повышенной мощности заряда и непосредственного контакта заряда со стенками скважины (шпура). Применение приспособлений, центрирующих заряд в скважине, или различных по конструкции демпфирующих элементов снижает процент потерь, не исключая их полностью, увеличивает стоимость заряда и трудоемкость заряжания скважин.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является заряд [2], состоящий из бризантного взрывчатого вещества и линейного заряда (детонирующего шнура) высокобризантного ВВ. Снижение разрушающего действия взрыва и как следствие уменьшение количества микротрещин в камне достигается за счет расширителей, установленных на патроне, которые центрируют заряд в скважине (шпуре).

Такие заряды не позволяют регулировать энерговыделение при взрыве, что часто необходимо в случае работы на скальных массивах, отличающихся крепостью и трещиноватостью породы. Кроме того, сборка зарядов длиной в несколько метров является трудоемким процессом (глубина скважин практически находится в пределах 2 - 15 м).

Целью изобретения является создание унитарного заряда ВВ с регулируемым энерговыделением, исключающего образование макро- и микротрещин в окружающей заряд горной массе с одновременным обеспечением эффективного отделения камнеблоков от скального массива.

Указанная цель достигается тем, что в заряде, состоящем из бризантного взрывчатого вещества и коаксиально расположенного в нем линейного инициирущего заряда высокобризантного ВВ (детонирующий шнур), линейная масса ВВ линейного инициирующего заряда регулируется в пределах 6-20 г на 1 м длины заряда в зависимости от требуемого энерговыделения, а в качестве бризантного ВВ, окружающего линейный инициирующий заряд, используется взрывчатое вещество с низкой скоростью детонации и критическим диаметром, большим диаметра применяемого шлангового заряда, например аммиачная селитра или аммонит АТ-1 ТУ 84-768-84.

Дополнительно с целью упрощения конструкции заряда, повышения технологичности процесса заряжения скважин (шпуров) и повышения безопасности и эффективности ведения взрывных работ заряд состоит из полиэтиленового рукава диаметром 0,2 - 0,3 диаметра скважины или 0,3 - 0,5 диаметра шпура, заполненного ВВ с низкой скоростью, детонации, внутри которого помещается линейный инициирующий заряд. При таком соотношении диаметров заряда и скважины (шпура) обеспечиваются оптимальный режим образования магистральной трещины и отодвигание откалываемого блока от скального массива.

Изготовление (снаряжение) шланговых зарядов производится на заводе, специализирующемся на изготовлении взрывчатых зарядов.

Заряжание скважины (шпура) производится опусканием готового (унитарного) шлангового заряда в скважину (шпур) на всю глубину без засыпки забоечного материала.

Взрыв линейного инициирующего заряда (детонирующего шнура) инициирует в низкоскоростном ВВ шлангового заряда затухающий режим взрывчатого превращения вследствие того, что диаметр шлангового заряда меньше критического диаметра низкоскоростного ВВ. Чем мощнее инициатор (линейный заряд), тем полнее пройдет взрывчатое превращение низкоскоростного ВВ и соответственно больше выделится энергии. Следовательно, изменение линейной массы ВВ инициирующего заряда обеспечивает пропорциональную степень энерговыделения всего заряда и соответственно этим достигается требуемая степень воздействия на скальный массив.

Ввиду того, что режим взрывчатого превращения низкоскоростного ВВ является затухающим, на поверхность заряда выходит ударная волна с небольшой амплитудой, которая не оказывает бризантного действия на камень даже при непосредственном контакте заряда со стенками скважины (шпура). Таким образом обеспечивается отсутствие микротрещин в добываемом камне.

В то же время выделяемого при взрыве объема газов достаточно для создания давления в скважине (шпуре), обеспечивающего развитие магистральной трещины между скважинами (шпурами) и отделения камнеблока от скального массива.

Благодаря простоте конструкции стоимость предлагаемого шлангового заряда меньше известных, а отсутствие необходимости заполнения скважины (шпура) забоечным материалом обеспечивает высокую технологичность процесса заряжения.

Для проверки были изготовлены опытные партии зарядов, характеристики которых представлены в таблице.

Испытания шланговых зарядов на карьерах по добыче гранитных блоков в Ленинградской области и республике Карелия показали, что при взрыве данных зарядов отсутствуют на поверхности скважин (шпуров) шелушение породы, микротрещины, плоскость отрыва блока от массива ровная без заколов в массиве. Благодаря тому, что оболочка заряда герметична и выполнена из эластичного полимерного материала в виде шланга, заряд надежно детонирует в обводненных условиях, удобен при зарядке скважин (шпуров) и не требует определенной ориентации его в шпуре или скважине.

Использование: изобретение относится к зарядам взрывчатых веществ для добычи монолитных блоков природного камня. Сущность изобретения: шланговый заряд ВВ в полимерной оболочке с регулируемым энерговыделением, исключающим образование макро-и микротрещин в окружающей заряд горной массе, содержит линейный инициирующий заряд с массой высокобризантного ВВ 6 - 20 г на 1 м длины заряда, а в качестве бризантного ВВ, окружающего инициирующий заряд, используется ВВ с низкой скоростью детонации и критическим диаметром, большим диаметра шлангового заряда. 1 табл.

Шланговый заряд с регулируемым энерговыделением для отделения блочного камня, содержащий бризантное взрывчатое вещество и линейный инициирующий заряд высокообразантного ВВ, отличающийся тем, что линейная масса инициирующего заряда высокобризантного ВВ, расположенного внутри шлангового заряда, регулируется в пределах 6 - 20 г на 1 м, при этом диаметр шлангового заряда составляет 0,2 - 0,5 диаметра скважины (шпура), а в качестве бризантного ВВ, помещенного в оболочку совместно с линейным инициирующим зарядом, используется низкоскоростное взрывчатое вещество с критическим диаметром, большем диаметра шлангового заряда, например аммонит АТ-1 или аммиачная селитра.